(57)【要約】【課題】サイドフランジ付きリングギアが一つの部品で高精度に成形できる成形方法を得る。【解決手段】少なくも一端部に余肉部（１３）を残すとともに、該余肉部（１３）を除く内周に粗内歯（１２）を有する余肉付き粗歯リングギア（１０−１Ａ）を設け、外周に内歯成形歯（３２ａ）を有し、かつ端面にフランジ成形面（３２ｂ）を有する回転マンドレル（３２）を設け、内歯成形歯（３２ａ）に粗内歯（１２）を噛合させて余肉付き粗歯リングギア（１０−１Ａ）を回転させつつ、その余肉部（１３）をスピニング加工により回転マンドレル（３２）のフランジ成形面（３２ｂ）に沿って軸心方向に変形させてサイドフランジ（１３ａ）を形成し、続いてギア本体部（１１）をスピニング加工により軸心方向に加圧変形させて粗内歯（１２）を内歯成形歯（３２ａ）に沿う仕上内歯（１２ａ）に形成する。【選択図】      図３
2005007434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製環体（１０）の少なくも一端部に余肉部（１３）を残すとともに、該余肉部（１３）を除く内周に粗内歯（１２）を有する余肉付き粗歯リングギア（１０−１Ａ）を設け、外周に内歯成形歯（３２ａ）を有し、かつ端面にフランジ成形面（３２ｂ）を有する回転マンドレル（３２）を設け、前記内歯成形歯（３２ａ）に前記粗内歯（１２）を噛合させるとともに、前記余肉部（１３）を回転マンドレル（３２）から外側に突出させ、前記回転マンドレル（３２）を介して前記余肉付き粗歯リングギア（１０−１Ａ）を回転させつつ、その余肉部（１３）をスピニング加工により回転マンドレル（３２）のフランジ成形面（３２ｂ）に沿って軸心方向に変形させてサイドフランジ（１３ａ）を形成し、続いてギア本体部（１１）をスピニング加工により軸心方向に加圧変形させて前記粗内歯（１２）を前記内歯成形歯（３２ａ）に沿う仕上内歯（１２ａ）に形成することを特徴とするサイドフランジ付きリングギアの成形方法。
【請求項２】
外周に外歯成形歯（３７ａ）を有する歯付きスピニングローラ（３７）を設け、該歯付きスピニングローラ（３７）により回転マンドレル（３２）を介して回転されているギア本体部（１１）を軸心方向に加圧してその外周部に外歯（１６）を形成するとともに、粗内歯（１２）を回転マンドレル（３２）の内歯成形歯（３２ａ）に沿う仕上内歯（１２ａ）に形成することを特徴とする請求項１記載のサイドフランジ付きリングギアの成形方法。
【請求項３】
金属製環体（１０）の少なくとも一端部に余肉部（１３）を残すとともに、該余肉部（１３）を除く内周と外周とに粗内歯（１２）と粗外歯（１６’）とを有する余肉付き粗歯リングギア（１０−１Ｅ）を設け、外周に内歯成形歯（３２ａ）を有し、かつ端面にフランジ成形面（３２ｂ）を有する回転マンドレル（３２）を設け、前記内歯成形歯（３２ａ）に前記粗内歯（１２）を噛合させるとともに、前記余肉部（１３）を回転マンドレル（３２）から外側に突出させ、前記回転マンドレル（３２）を介して前記余肉付き粗歯リングギア（１０−１Ｅ）を回転させつつ、その余肉部（１３）をスピニング加工により回転マンドレル（３２）のフランジ成形面（３２ｂ）に沿って軸心方向に変形させてサイドフランジ（１３ａ）を形成し、続いて前記粗外歯（１６’）に外歯成形歯（３７ａ）を有する歯付きスピニングローラ（３７）を噛合わせ、該歯付きスピニングローラ（３７）により回転マンドレル（３２）を介して回転されているギア本体部（１１）を軸心方向に加圧して前記粗内歯（１２）及び粗外歯（１６’）を前記内歯成形歯（３２ａ）及び外歯成形歯（３７ａ）に沿う仕上内歯（１２ａ）及び外歯（１６）に形成することを特徴とするサイドフランジ付きリングギアの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプラネタリーギアを構成するリングギアに関し、特に一側部に軸心方向に突出するフランジを有するサイドフランジ付きリングギアの成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の成形方法として、図７〜図８、あるいは図９〜図１０に示すようなものがあった。図７において、１はサイドプレート付きリングギアであり、ギア本体２の図において右端部にワッシャー状のサイドプレート３が一体的に固着されてなる。上記ギア本体２は、図８に示すように、鍛造等により環状に形成された金属製環体の右端内周部をターニング盤により段状に切削して小径の逃げ面２ａ、及び大径の嵌合面２ｂを形成し、次いで上記逃げ面２ａ、嵌合面２ｂを除く内周部、及び外周部をピニオンカッタ、ホブカッタ、ブローチ等の工具を備えた歯切盤により切削して内歯２ｃ、及び外歯２ｄを形成する。なお、外歯２ｄは省略する場合もある。
【０００３】
また、上記サイドプレート３は、図８に示すように、板金材をプレス機により打ち抜き及び絞り加工して内周部に短尺な筒部３ａを有するワッシャー状に形成する。そして、上記サイドプレート３を上記ギア本体２の嵌合面２ｂに嵌合させ、該サイドプレート３の外周部と嵌合面２ｂとを電子ビームにより溶着し、図７に示すような右端部にサイドプレート３が一体的に固着されたサイドプレート付きリングギア１を得る。
【０００４】
図９において、５はサイドプレート付きリングギアであり、リングギア本体６の図において右端部にワッシャー状のサイドプレート７が係止されてなる。上記リングギア本体６は、図１０（Ａ）に示すように、環状に形成された金属製環体の内周部に歯切盤により内歯６ａを形成し、該内歯６ａの右端内周部を切削して段状の係合歯６ｂを、また該係合部６ｂの外端部を切削して環状の係止溝６ｃを形成する。
【０００５】
また、上記サイドプレート７は、図１０（Ｂ）に示すように、板金材をプレス機によりバーリング及び歯切り加工して外周部に外歯７ａを、内周部に短尺な筒部７ｂを有するワッシャー状に形成する。そして、上記サイドプレート７の外歯７ａをリングギア本体６の係合歯６ｂに噛合させた後、リングギア本体６の係止溝６ｃに図１０（Ｃ）に示すスナップリング８を嵌合係止して上記サイドプレート７を抜け止めし、図９に示すような右端部にサイドプレート７が一体的に固着されたサイドプレート付きリングギア５を得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した図７、図８のものは、サイドプレート３をギア本体２に接合する際の熱エネルギーにより歪みが発生し、品質が安定しなくなる。また、前述した図９、図１０のものは、部品点数が増加してコスト高になるものであった。本発明は、上記不具合を解消した新規なサイドフランジ付きリングギアの成形方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、金属製環体の少なくも一端部に余肉部を残すとともに、該余肉部を除く内周に粗内歯を有する余肉付き粗歯リングギアを設け、外周に内歯成形歯を有し、かつ端面にフランジ成形面を有するマンドレルを設け、前記内歯成形歯に前記粗内歯を噛合させるとともに、前記余肉部をマンドレルから外側に突出させ、前記マンドレルを介して前記余肉付き粗歯リングギアを回転させつつ、その余肉部をスピニング加工によりマンドレルのフランジ成形面に沿って軸心方向に変形させてサイドフランジを形成し、続いてギア本体部をスピニング加工により軸心方向に加圧変形させて前記粗内歯を前記内歯成形歯に沿う仕上歯内歯に形成する構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、外周に外歯成形歯を有する歯付きスピニングローラを設け、該歯付きスピニングローラによりマンドレルを介して回転されているギア本体部を軸心方向に加圧してその外周部に外歯を形成するとともに、粗内歯をマンドレルの内歯成形歯に沿う仕上歯内歯に形成する構成にしたものである。
請求項３に係る発明は、金属製環体の少なくとも一端部に余肉部を残すとともに、該余肉部を除く内周と外周とに粗内歯と粗外歯とを有する余肉付き粗歯リングギアを設け、外周に内歯成形歯を有し、かつ端面にフランジ成形面を有するマンドレルを設け、前記内歯成形歯に前記粗内歯を噛合させるとともに、前記余肉部をマンドレルから外側に突出させ、前記マンドレルを介して前記余肉付き粗歯リングギアを回転させつつ、その余肉部をスピニング加工によりマンドレルのフランジ成形面に沿って軸心方向に変形させてサイドフランジを形成し、続いて前記粗外歯に外歯成形歯を有する歯付きスピニングローラを噛合わせ、該歯付きスピニングローラによりマンドレルを介して回転されているギア本体部を軸心方向に加圧して前記粗内歯及び粗外歯を前記内歯成形歯及び外歯成形歯に沿う仕上歯内歯及び仕上歯外歯に形成する構成にしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図１〜図６は本発明によるサイドフランジ付きリングギアの成形工程の一例を示す。まず、図１に示すように、ＳＣｒ、ＳＣＭ等の強靱鋼製の金属製環体１０を金型装置２０により冷間鍛造して余肉付き粗歯リングギア１０−１Ａを形成する。即ち、外周に成形歯２１ａを有するマンドレル２１と該マンドレル２１の外周を包囲する環状の金型２２とでリング状の成形空間を形成し、該成形空間の上部側に金属製環体１０を嵌合させ、該金属製環体１０をパンチ２３により所定量下方に加圧移動させる。
【０００９】
これにより、図２（Ａ）に示すように、上端部（一端部）に短尺な円筒状の余肉部１３と、その下部側で内周部に粗内歯１２が形成されたギア本体部１１とを一体に有する余肉付き粗歯リングギア１０−１Ａを形成する。図１において、２４はカウンターパンチ、２５はリング状の前材である。なお、この余肉付き粗歯リングギアは図２の（Ｂ）〜（Ｅ）に示す構造にしてもよい。
【００１０】
図２（Ｂ）は金属製環体１０の内周部をブローチにより歯切り切削して粗内歯１２を形成し、該粗内歯１２の上部側を切削除去する。これにより、上端部に環状の余肉部１３を、その下部側に粗内歯１２が形成されたギア本体部１１を有する余肉付き粗歯リングギア１０−１Ｂを得る。
【００１１】
図２（Ｃ）は冷間鍛造によりフランジ１４付きの金属製環体を形成し、その筒部の内周部を歯切り切削して粗内歯１２を形成する。これにより、上端部にフランジ１４付きの余肉部１３を、その下部側に粗内歯１２が形成されたギア本体部１１を有する余肉付き粗歯リングギア１０−１Ｃを得る。
【００１２】
図２（Ｄ）は金属製環体の内周上部に環状の逃げ溝１５を形成し、その下部側内周部を歯切り切削して粗内歯１２を形成する。これにより、上端部に環状の余肉部１３を、その下部側に粗内歯１２が形成されたギア本体部１１を有する余肉付き粗歯リングギア１０−１Ｄを得る。
【００１３】
図２（Ｅ）は冷間鍛造により上端部を残す内周部、及び外周部に粗内歯１２及び粗外歯１６’を形成し、次いで粗外歯１６’の上端部を切削除去する。これにより、上端部に環状の余肉部１３を、その下部側に粗内歯１２及び粗外歯１６’が形成されたギア本体部１１を有する余肉付き粗歯リングギア１０−１Ｅを得る。
【００１４】
上記の如くして形成された余肉付き粗歯リングギア１０−１Ａ（１０−１Ｂ〜〜１０−１Ｅ）は、図３、図５に示すスピニングマシンにより絞り加工され、所定のサイドフランジ付きリングギア１０−３（図６）に形成される。図３において、３０はスピニングマシンの治具（主軸）、３１は該治具３０の軸心部に設けたノックアウト（エジェクト）、３２は治具３０の端部に一体的に取付けた回転マンドレルである。この回転マンドレル３２はその右部外周に内歯を仕上げる内歯成形歯３２ａを、該回転マンドレル３２の右端面にフランジ成形面３２ｂを有する。
【００１５】
上記回転マンドレル３２の外周後部にストッパーリング３３を取付け、該ストッパーリング３３により回転マンドレル３２に嵌合させる粗歯リングギア１０−１Ａの嵌合量を設定する。また、回転マンドレル３２の前部側の軸心部にカップ状の係止部材３４を嵌合させ、該係止部材３４により上記回転マンドレル３２の抜け止めをするとともに、芯押しロッド３５を嵌脱可能に嵌合させる。なお、上記係止部材３４の右端面もフランジ成形面３２ｂの一部をなす。
【００１６】
そして、上記芯押しロッド３５を右方に移動させて係止部材３４から退避させた状態で回転マンドレル３２に前述した粗歯リングギア１０−１Ａ（１０−１Ｂ〜１０−１Ｅ）を嵌合させるとともに、その粗内歯１２を内歯成形歯３２ａに噛合させ、余肉部１３を回転マンドレル３２の端面から外方（右方）に突出させ、次いで上記芯押しロッド３５を左方に前進させて係止部材３４に嵌合させる。
【００１７】
この状態で上記回転マンドレル３２を介して余肉付き粗歯リングギア１０−１Ａを回転させ、回転マンドレル３２の回転軸心に対し約５°〜４５°の角度で傾斜させたスピニングローラ３６により上記余肉部１３を軸心方向に加圧し、該余肉部１３をフランジ成形面３２ｂに沿って展延させた後、その内周端部を上記芯押しロッド３５に圧接し、内周部に短尺な筒部１３ｂを有するサイドフランジ１３ａを形成する。これにより、図４に示すように、ギア本体部１１の右端部にワッシャー状のサイドフランジ１３ａを一体に有する二次加工品１０−２が形成される。
【００１８】
続いて、上記治具３０（回転マンドレル３２）を介して二次加工品１０−２を回転させ、そのギア本体部１１の外周部を、外周部に外歯成形歯３７ａを有する歯付きスピニングローラ３７により軸心方向に加圧し、該ギア本体部１１の外周部を軸心方向に変形させてその粗内歯１２を上記回転マンドレル３２の内歯成形歯３２ａに沿う形状に変形させ、仕上げ内歯１２ａを得るとともに、ギア本体部１１の外周部に外歯１６を形成する。これにより、図６に示すように、内周に仕上げ内歯１２ａが、また外周に外歯１６が形成されたギア本体部１１の右端部に、ワッシャー状のサイドフランジ１３ａを一体に有する完成品、つまりサイドフランジ付きリングギア１０−３を得る。
【００１９】
なお、外周に大きな歯形の外歯１６を得る場合は、図２（Ｅ）に示すように、予め外周に粗外歯１６’が形成された余肉付き粗歯リングギア１０−１Ｅを使用し、上記歯付きスピニングローラ３７を上記粗外歯１６’に噛み合わせて軸心方向に加圧し、該粗外歯１６’を仕上げるようにする。また、ギア本体部１１の外周面を平滑な円形面にする場合は、図５の仮想線で示すように、前述した二次加工品１０−２のギア本体部１１を平滑な外周面を有するスピニングローラ３６ａにより軸心方向に加圧し、該ギア本体部１１の外周面を平滑な円形面に維持しつつ、軸心方向に変形させ、上記粗内歯１２を回転マンドレル３２の内歯成形歯３２ａに沿う形状に変形させる。
【００２０】
上記実施例によれば、ギア本体部１１の外周部を軸心方向に塑性変形させてその粗内歯１２を回転マンドレル３２の内歯成形歯３２ａに沿う形状に仕上げるようにしたので、上記粗内歯１２が回転マンドレル３２の内歯成形歯３２ａの全域に亘って高精度に転写されることになる。特にサイドフランジ１３ａの基部に位置する粗内歯１２の内端部が高精度に仕上げられることになる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本願の請求項１に係る発明は、内周に粗内歯が形成されるとともに、一端部に余肉部を有する余肉付き粗歯リングギアを設け、該余肉付き粗歯リングギアの粗内歯を回転マンドレルの内歯成形歯に噛み合わせて回転させ、回転マンドレルから側方に突出した余肉部をスピニング加工により回転マンドレルの端面に沿って軸心方向に変形させてサイドフランジを形成し、続いてギア本体部をスピニング加工により軸心方向に加圧変形させてその粗内歯を仕上げるようにしたので、一つの部品でサイドフランジ付きリングギアを高精度に形成することができる。
また、請求項２に係る発明は、前記ギア本体部を、外歯が形成された歯付きスピニングローラにより軸心方向に加圧変形させ、粗内歯を回転マンドレルの内歯成形歯に沿う形状に仕上げるとともに、ギア本体部の外周部に外歯を形成するようにしたので、工程を少なくして外歯を有するサイドフランジ付きリングギアを形成することができる。
請求項３に係る発明は、一端部の余肉部を除く内周と外周とに粗内歯と粗外歯とを有する余肉付き粗歯リングギアを設け、該余肉付き粗歯リングギアの粗内歯を回転マンドレルの内歯成形歯に噛み合わせて回転させ、回転マンドレルから側方に突出した余肉部をスピニング加工により回転マンドレルの端面に沿って軸心方向に変形させてサイドフランジを形成し、続いて外歯が形成された歯付きスピニングローラをギア本体部の粗外歯に噛み合わせて軸心方向に加圧し、該ギア本体部の粗内歯及び粗外歯を仕上げるようにしたので、歯形の大きい外歯を有するサイドフランジ付きリングギアを高精度に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属環体の粗内歯形成状態を示す断面図である。
【図２】粗内歯が形成された各種の余肉付き粗歯リングギアを示す断面図である。
【図３】余肉付き粗歯リングギアのサイドフランジ部形成状態を示す断面図である。
【図４】サイドフランジ部が形成された二次加工品の断面図である。
【図５】二次加工品の外歯形成状態を示す断面図である。
【図６】成形の完了したサイドフランジ付きリングギアの断面図である。
【図７】従来の第１例によるサイドプレート付きリングギアの断面図である。
【図８】図７によるサイドプレート付きリングギアの分解断面図である。
【図９】従来の第２例によるサイドプレート付きリングギアの断面図である。
【図１０】図９によるサイドプレート付きリングギアの分解断面図である。
【符号の説明】
１０    金属製環体
１０−１（Ａ）〜１０−１（Ｅ）  余肉付き粗歯リングギア
１１    ギア本体部
１２    粗内歯
１２ａ  仕上げ内歯
１３    余肉部
１３ａ  サイドフランジ
１３ｂ  筒部
１４    フランジ
１５    逃げ溝
１６’  粗外歯
１６    外歯
２０      金型装置
２１    マンドレル
２１ａ  成形歯
２２    金型
２３    パンチ
２４    カウンタパンチ
２５    前材
３０    スピニングマシンの治具（主軸）
３１    ノックアウト（エジェクト）
３２    回転マンドレル
３２ａ  内歯成形歯
３２ｂ  フランジ成形面
３３    ストッパーリング
３４    係止部材
３５    芯押しロッド
３６    スピニングローラ
３７    歯付きスピニングローラ
３７ａ  外歯成形歯
【図１】
2005007434.tif 000003
【図２】
2005007434.tif 000004
【図３】
2005007434.tif 000005
【図４】
2005007434.tif 000006
【図５】
2005007434.tif 000007
【図６】
2005007434.tif 000008
【図７】
2005007434.tif 000009
【図８】
2005007434.tif 000010
【図９】
2005007434.tif 000011
【図１０】
2005007434.tif 000012